| 研究課題/領域番号 |
15K06079
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
佐波 孝彦 千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (60293742)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 物理層セキュリティ / MIMO / OFDM / 人工雑音 / 人工高速フェージング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，複数の送受信アンテナを用いる多入力多出力（MIMO）伝送システムにおける物理層セキュリティ技術として，エネルギー効率を改善する人工雑音（AN）および人工高速フェージング（AFF）の生成手法を確立することを目的としている。MIMO伝送では，複数のデータストリームを個別に各受信アンテナで干渉なく受信できるようにするために，送信機においてプリコーディング処理が行われる。本課題では，平成27年度にこのようなプリコーディングを用いるMIMOシステムに通常の生成原理に基づくANを使用した場合，エネルギー損失を引き起こし，秘密レートが劣化することを明らかにするとともに，近年の高速無線通信の多くで採用されている直交周波数分割多重（OFDM）を使うMIMOシステムにおいてエネルギー損失を改善できるAN生成法を明らかにしてきた。さらに平成28年度は，人工高速フェージングの生成手法においてもエネルギー損失を低減可能な手法を明らかにしてきた。これらの成果は国際会議で発表済みであり，現在は論文としてそれらの知見をまとめ始めている。
一方，最終年度となる平成29年度に向けて，マルチユーザMIMO-OFDMシステムに適した物理層セキュリティについての検討を始めており，ANやAFF生成法で得られた知見の一部を応用し，仮想受信機と呼ぶ実際には存在しない受信機を仮定し，仮想受信機向けのランダム信号を送信信号に重畳することで，エネルギー損失を引き起こすことなく秘匿性を向上できる新たな方式を考案している。仮想受信機向けのランダム信号は正規受信局では打ち消されるが，盗聴局は，その信号を分離できないため，秘匿性が向上することを明らかにしている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度，平成28年度とも，当初の予定よりも早くその成果を国際会議で発表しており，様々な研究者より内容をさらに改善するためのフィードバックを得ている状態である。現在はそれらのフィードバックを元に追加のデータ採取および追加の検討を実施しており，AN生成法について1編，AFF生成法について2編の論文をまとめている段階である。一方，最終年度となる平成29年度に向けて現在まで得られた知見を応用し，マルチユーザ環境に適用できる仮想受信機を利用した新たな手法を考案しており，その一部を国際会議で発表することが決まっている。そのため，本研究課題は概ね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度は，マルチユーザ環境に適した物理層セキュリティについて，既に考案している手法に関する数学的見地からの最適性について検討するとともに，シミュレーションを通じて，多くのデータを採取していく。また，最終年度に向けて現在までに得られたAN生成法，AFF生成法，および新たな仮想受信局を想定したランダム信号重畳法に関する知見を成果として論文誌へ掲載すべく，データを採取し，さらなる検証を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果を発表予定の国際会議の開催が平成29年5月のため，そのまま繰り越して次年度に支払うこととした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
上述の通り，次年度の出張旅費および会議参加費として支出する予定である。
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